2014年晃華学園第2回の問題です。
ビーカーに細かくくだいた氷を入れて加熱すると、やがて氷はとけて水になりました。下のグラフは、ガスバーナーを使用して、一定の強さで加熱をした時間と温度との関係を表したものです。次の各問いに答えなさい。
問1 ビーカー内の水の温度が70℃になるのは、加熱を始めてから何分後か、答えなさい。
問2 グラフから読み取れることとして正しいものを、次の（ア）～（エ）の中から選び、記号で答えなさい。ただし、答えが複数ある場合は、すべて答えなさい。
（ア）氷の方が水よりもあたたまりやすい。
（イ）水の方が氷よりもあたたまりやすい。
（ウ）氷と水ではあたたまりやすさは同じである。
（エ）加熱をしても、温度が変わらないことがある。
問3 ある重さの氷の温度を1℃だけ上げるために必要な熱は、同じ重さの水の温度を1℃だけ上げるために必要な熱の何倍か、グラフから求めなさい。
問4 ある重さの0℃の氷をすべて0℃の水にするために必要な熱は、同じ重さの水の温度を1℃だけ上げるために必要な熱の何倍か、グラフから求めなさい。
問5 鉄の温度を1℃だけ変化させるために必要な熱は、同じ重さの水の温度を1℃だけ変化させるために必要な熱の$$\frac{1}{10}$$である。20℃の水100gの中に、80℃の鉄200gを入れ、しばらくすると水と鉄の温度が等しくなった。このときの温度は何℃か、答えなさい。
問6 10℃の水と、60℃の水を別々のビーカーに1Lずつ入れて、それぞれの重さをはかると、どのようになるか。次の（ア）～（ウ）の中から選び、記号で答えなさい。ただし、2つのビーカーの重さは同じである。
（ア）10℃の水の方が、60℃の水よりも軽い。
（イ）10℃の水の方が、60℃の水よりも重い。
（ウ）10℃の水と60℃の水は、同じ重さである。
【解説と解答】
問1
42－27＝15分で、50℃上がっています。 70℃まではその70÷50＝1.4倍になるので、15×1.4＝21分
27＋21＝48分後になります。
（答え）48分後
問2
氷は3分で20℃ 水は3分に直すと10℃上がっています。したがって氷の方があたたまりやすくなります。
氷から水に完全になるまでは0℃のままですからエも正しくなります。
（答え）ア、エ
問3
問2から10÷20＝0.5倍
（答え）0.5倍
問4
3分から27分までの24分間あたためて氷が完全に水になりました。このとき、24分間あたためるとこの水は24÷3×10＝80℃
になりますから、80倍になります。
（答え）80倍
問5
鉄は同じ熱で水の10倍あたたまることになるので、鉄200gは水20gと同じになります。
したがって持っている熱量は20×100＋80×20＝3600になるので、全体が120gの水と同じですから
3600÷（100＋20）＝30℃
（答え）30℃
問6
体積で比べているので、60℃の水の方が体積はぼうちょうしている分、重さは少なくなります。
したがって重さで比べると10℃の水の方が重くなります。
（答え）イ
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